JP3916660B2 - Electronic conveyor power saving device with reusable controller - Google Patents
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Abstract
Description
技術分野
本発明は、薬剤を保持する搬送ユニット及び電力で動作するコントロール・ユニットを有するエレクトロトランスポート(電子運搬)薬剤搬送システムであって、各ユニットが機械的カプラによって接続されるシステムに関する。
背景技術
ここで用いる「エレクトロトランスポート(electrotransport)」という用語は一般に、例えば、皮膚や粘膜や爪のような膜を通しての薬剤(例えば薬品)の搬送を言う。搬送は電位を与えることによって誘導又は援助される。例えば、皮膚を通じてのエレクトロトランスポート搬送によって、有効な治療用薬剤が人体の体循環に導入される。広く使用されるエレクトロトランスポート・プロセスである電気移動法(イオン浸透療法とも言われる)には、電荷を帯びたイオンの電気的に誘導される運搬が関与する。別のタイプのエレクトロトランスポートである電気浸透には、電界の影響の下での液体の流れが関与する。なお、この液体は搬送される薬剤を含む。更に別のタイプのエレクトロトランスポートであるエレクトロポレーションには、電界の適用による生物学的な膜の一時的に存在する細孔の形成が関与する。薬剤は細孔を通じて受動的に(即ち、電気的な支援なしに)又は能動的に(即ち、電位の影響の下で)搬送することができる。しかしながら、何れの所与のエレクトロトランスポートにおいても、これらのプロセスの複数のものがある程度は同時に発生する。従って、ここで用いられる「エレクトロトランスポー卜」という用語は最も広い可能な解釈がなされるべきであり、従って、この用語は、薬剤を実際に運搬する特定の機構にかかわらず、電荷を帯びた、又は帯びていない、又は帯びたものと帯びていないものが混合された少なくとも1つの薬剤の電気的に誘導又は強調される搬送を含む。
エレクトロトランスポート装置は、皮膚、爪、粘膜又は体のその他の表面の或る部分と電気的に接触する少なくとも2つの電極を用いる。一般に「ドナー」又は「アクティブ」電極と呼ばれる一方の電極は薬剤を体内に搬送する電極である。典型的に「カウンタ」又は「リターン」電極と言われる他方の電極は体を通じての電気回路を閉じる働きを行う。例えば、もし搬送される薬剤が正の電荷を帯びたものである場合、即ち、陽イオンである場合には、アノードはアクティブ又はドナー電極であり、カソードは回路を完成させるように作用する。また、もし薬剤が負の電荷を帯びたものである場合、即ち、陰イオンである場合には、カソードがドナー電極である。更に、もし陽イオン及び陰イオンの薬剤イオンが、又はもし電荷を帯びていない又は中性的な電荷の薬剤が搬送される場合には、アノード及びカソードの両方がドナー電極と考慮される。
更に、一般にエレクトロトランスポート搬送システムは、典型的には、溶液又は懸濁液の形態の搬送される薬剤の貯蔵部又はソースを少なくとも1つ必要とする。そのようなドナー貯蔵部の例には袋又は穴、浸透性のスポンジ又はパッド、及び親水性ポリマ又はゲル・マトリクスが含まれる。そのようなドナー貯蔵部はアノード又はカソードに電気的に接続され、且つアノード又はカソードと体の表面との間に位置し、1つ又はそれ以上の薬剤又は薬品の固定的な又は継続可能なソースを提供する。また、エレクトロトランスポート装置は1つ又はそれ以上のバッテリのような電源を有する。典型的に、電源の1つの極はドナー電極に電気的に接続され、反対側の極はカウンタ電極に電気的に接続される。更に、幾つかのエレクトロトランスポート装置は、電極を通じて与えられる電流を制御して薬剤の搬送を制限する電気的コントローラを有する。更に、受動型フラックス制御膜、装置と体の表面との接触を維持するための接着剤、絶縁膜、及び不浸透性の支持膜がエレクトロトランスポート装置の他のオプション・コンポーネントである。
すべてのエレクトロトランスポート薬剤搬送装置は、電源(例えばバッテリ)と電極を電気的に接続するために電気回路を用いる。アリウラ(Ariura)その他のアメリカ合衆国特許第4474570号に開示されているような簡単な装置では、「回路」はバッテリと電極を接続するために用いられる単なる導電性ワイヤである。他の装置は電源によって供給される電流の振幅、極性、タイミング、波形形状その他を制御するために多種の電気的コンポーネントを用いる。例えば、マクニコルス(McNichols)その他のアメリカ合衆国特許第5047007号を参照されたい。
現在まで、商用の経皮エレクトロトランスポート薬品搬送装置(例えば、ユタ州ソルト・レーク・シティのイオメッド(Iomed)社から販売されているフォリザー(Phoresor)、ミネソタ州セント・ポールのインピ(Empi)社から販売されているデュペル・イオントフォレシス・システム(Dupel Iontophoresis System)、ユタ州ローガンのウエスコー(Wescor)社から販売されているウエブスター・スウェット・インデューサ(Webster Sweat Inducer)・モデル3600)は、一般に、デスクトップの電源ユニット及び一対の皮膚接触電極を用いている。ドナー電極は薬品溶液を含み、カウンタ電極は生体適合性の電解質塩の溶液を含む。「サテライト」電極が長い(例えば1〜2メートル)導電性ワイヤ又はケーブルによって電源ユニットに接触される。「サテライト」電極組立体を用いるデスクトップ型の電源ユニットの例は、ジャコブセン(Jacobsen)その他のアメリカ合衆国特許第4141359号(図3及び4を参照)、ラプレイド(LaPrade)のアメリカ合衆国第5006108号(図9を参照せよ)、及びマウラ(Maurer)その他のアメリカ合衆国特許第5254081号(図1及び2を参照せよ)に開示されている。このような装置における電源ユニットは、電極を通じて供給される電流量を調節するための電気制御部を有する。「サテライト」電極は長い(例えば1〜2メートル)導電性ワイヤ又はケーブルによって電源ユニットに接続される。ワイヤ接続は接続解除や、制限される患者の動きや、機動性の問題に面するものであり、また、快適なものではない。電源と電極を接続するワイヤによって、電極と電源とが離れることができる距離がワイヤの長さまでに制限される。
最近、期間を延ばすために、時には服の下で目立たずに皮膚に装着される小型のすべて完備したエレクトロトランスポート搬送装置が提案された。そのような小型化されたエレクトロトランスポート薬品搬送装置の電気的コンポーネントもまた小型化されることが望ましく、それらは集積回路(即ち、マイクロチップ)や小型の印刷回路であり得る。バッテリ、抵抗、パルス発生器、キャパシタその他の電気的コンポーネントは、電源から供給される電流の振幅、極性、タイミング、波形形状その他を制御するための電子回路を形成するように電気的に接続される。そのような小型のすべて完備したエレクトロトランスポート搬送装置は、例えば、タッパ(Tapper)のアメリカ合衆国特許第5224927号、サイバリス(Sibalis)その他のアメリカ合衆国特許第5224928号、及びヘインズ(Haynes)その他のアメリカ合衆国特許第5246418号に開示されている。しかし、残念なことに、エレクトロトランスポート搬送装置が小型化すると、装置に電力を与える電源(例えば、バッテリ)も小型化されねばならず、従って、バッテリの容量及びバッテリの寿命が設計上の問題となる。
エレクトロトランスポート装置が小型化することに加えて、最近では、複数の薬品を含む(内蔵する)ためのユニットに使用されるように導入された再使用可能コントローラを有するエレクトロトランスポート装置を使用することが提案されている。薬品内蔵ユニットは薬品が空になったときにコントローラから単に接続解除され、新しい薬品内蔵ユニットがその後にコントローラに接続される。このようにして、装置の比較的高価なハードウエア・コンポーネント(例えば、バッテリ、LED、回路ハードウエアその他)を再使用可能コントローラに内蔵させることができ、比較的安価なドナー貯蔵器及びカウンタ貯蔵器のマトリクスを使い捨ての薬品内蔵ユニットに内蔵することができ、それによってエレクトロトランスポート薬品搬送の全体的コストを低減できる。薬品内蔵ユニットに取り外し可能に接続するようにされた再使用可能コントローラを備えるエレクトロトランスポート装置の例は、セージ(Sage)Jr.その他のアメリカ合衆国特許第5320597号、サイバリス(Sibalis)のアメリカ合衆国特許第5358483号、サイバリスその他のアメリカ合衆国特許第5135479号(図12)、及びデバンス(Devance)その他の英国特許出願第2239803号に開示されている。
発明の説明
本発明の1つの特徴はエレクトロトランスポート・システムを提供することであり、このシステムでは再使用可能制御ユニットにおける電源は電流制御回路から電気的に接続解除されるものであり、この回路はユニットが使用可能状態になる時まで閉じた内部回路経路を含む。
本発明は、複数の一回使用(例えば、使い捨て)薬品内蔵ユニットと共に用いるようにされた再使用可能電子コントローラを備えるエレクトロトランスポート装置におけるバッテリの強度を維持すること及びバッテリの寿命を延ばすことに関する。薬品内蔵ユニットの薬品が使い切られた後、そのユニットはコントローラから接続解除されて破棄され、次に新しいものと交換される。コントローラは電源(例えば、1つ又は複数のバッテリ)と、装置に供給される電流のタイミング、周波数、大きさその他を制御する回路とを含む。制御回路は、装置が動作中に患者の体以外の回路経路を通じてバッテリの両方の極と接触するタイミング回路のような内部回路を含む。装置が動作する時までバッテリが閉じた内部回路から電気的に分離されるようにするためのスイッチが与えられる。スイッチは、使い捨ての薬品内蔵ユニットを再使用可能電子コントローラに結合することによって自動的に閉じられる。薬品内蔵ユニットが再使用可能コントローラから結合解除されたときにスイッチは自動的に再び開かれ、バッテリ(1つ又は複数)が再び電気的に分離される。
本発明は再使用可能コントローラ及び一回使用/使い捨て薬品ユニットを備える任意のエレクトロトランスポート装置における使用に好適であり、特に、装置が製造された時点から患者に対して最初に使用される時点までの間の保存期間中の電流の漏れを防ぐのに好適である。本発明は、ひとたびコントローラが開封されて使用されると、長期間(例えば、一晩、休日/週末その他)使用しないエレクトロトランスポート装置において特に好適である。
【図面の簡単な説明】
図面では同様の部分には同じ参照番号が付されている。
図1は本発明に従った分離可能エレクトロトランスポート装置の斜視図である。
図2は図1に示す装置の図1の線2−2に沿った断面図であり、コントローラ及び薬品ユニットの結合されていない構成を示す。
図3は図1に示す装置の図1の線2−2に沿った断面図であり、コントローラと薬品ユニットが結合された構成を示す。
図4は本発明の好適な実施例の電気的概略図である。
図5は別のエレクトロトランスポート装置の断面図であり、コントローラと薬品ユニットが結合されていない構成を示し、薬品ユニットは第3のスタッド73を有する。
図6は図5に示す装置の断面図であり、コントローラと薬品ユニットが結合された構成を示す。
図7は別のエレクトロトランスポート装置の断面図であり、コントローラと薬品ユニットが結合されていない構成示し、コントローラはポスト312及び314を有し、薬品ユニットは導電ストリップ316を有する。
図8は図7に示す装置の断面図であり、コントローラと薬品ユニットが結合された構成を示す。
本発明の実施の形態
図1は、薬品内蔵ユニット70に結合及び結合解除できるように構成された再使用可能電子コントローラ52を有するエレクトロトランスポート装置50の斜視図である。コントローラ52は再使用可能である。即ち、複数の薬品ユニット70、例えば、一連の同一の及び/又は類似の薬品ユニット70と共に使用される。他方、薬品ユニット70は典型的には限られた寿命をもち、使用後、即ち、内蔵された薬品が搬送完了されるか又は空になったときに廃棄される。
図2を参照すると、図1の線2−2に沿ったシステム50の断面図が示されており、ここでは薬品ユニット70はコントローラ52と結合されていない。コントローラ52のハウジング56は、印刷回路(PC)ボード58と、PCボード58に電力を供給するための直列接続された2つのボタン型セル・バッテリからなるバッテリ電源60と、電源60とPCボード58の接続及び接続解除を行うためのスイッチ62とを内包する。PCボード58は従来の様式に形成され、ボード上にあるコンポーネントを相互接続するためのパターンにされた導電トレースを有する。
薬品ユニット70は、コントローラ52に取り外し可能に結合されるように構成され、薬品ユニット70の上部がコントローラ52の下部に近接し且つ面する。組立体70(アセンブリ)の上部には、2つのスナップ型のコネクタのオスの部分が与えられ、これらオスの部分は薬品ユニット70から上向きに延びたスタッド72及び74である。ハウジング56の下部には、スタッド72及び74を受けるように配置され且つ寸法決めされた2つの開口部64及び66が与えられる。
薬品ユニット70は、くぼみ部(ウェル)77及び79を有する泡状部材(フォーム部材)75に接着又はラミネートされた(重ねられた)液体非浸透性の可撓性の絶縁基板71を含む。基板71はポリエチレン・フォーム又はポリエステルで作成すればよい。フォーム部材75は、当該技術で公知の押し抜き法や切断法によって作ったたくぼみ部77及び79を有する所定の厚さのポリエチレン・フォームの層で作成すればよい。くぼみ部77及び79はそれぞれ貯蔵部と、オプションで電極81及び82とを含む。従って、くぼみ部77は貯蔵部76とオプションで電極81とを含み、くぼみ部79は貯蔵部78とオプションで電極82とを含む。少なくとも貯蔵部76及び78の1つ(例えば、貯蔵部76)は搬送される治療用薬剤(例えば、薬品)を含む。従って、電極81及び貯蔵部76はドナー電極組立体であると考えられ、電極82及び貯蔵部78はカウンタ電極組立体であると考慮される。貯蔵部76及び78は典型的にヒドロゲルから形成され、使用時には患者(示さず)の体の表面(例えば、皮膚)と接触するようにされる。
貯蔵部(レゼルボワール)76及び78は、基板71の縁部によって囲まれ、フォーム部材75によった互いに分離される。フォーム部材の底面(即ち、患者と接触する面)は、好適には、皮膚接触用接着剤でコーティングされる。リリース・ライナ80は、ユニット70が使用される前に、2つの貯蔵部76及び78の体に接触する面とフォーム部材75の接着剤がコーティングされた面とを覆う。リリース・ライナ80は、好適には、シリコーン・コーティングされたポリエステルのシートである。リリース・ライナ80は、ユニット70が患者(示さず)の皮膚に適用されるときに取り外される。
スタッド72及び74は導電性材質(例えば、銀、しんちゅう、ステンレス鋼その他の材質、又は或る材質でコーティングされたポリマ、例えば、銀で被覆されたABS)で作られる。従って、スタッド72及び74の両方がコントローラ52によって供給される電流を導電する。スタッド72は電極81及び貯蔵部76と導電性の接触を行い、スタッド74は電極82及び貯蔵部78と導電性の接触を行う。
コントローラ52のハウジング56は、開口部64及び66のそれぞれのすぐ横に凹部102及び103を有する。導電性であり且つ放射方向に弾力性のあるスプリング保持具(リテーナ)104及び105が、凹部102及び102’によって受けられるように構成される。スプリング・リテーナ104及び105は、スタッド72及び74が開口部64及び66を通して挿入されたときに個々の周囲のくぼみ部において取り外し可能にラッチするように構成される。スタッド72及び74は個々のスプリング・リテーナ104及び105によって取り外し可能に保たれ、従って、薬品ユニット70をコントローラ52のハウジング56に取り外し可能に接続する。
従来の電子接続手段(例えば、導電性ワイヤ、トレース、又は板バネ(示さず))は、スプリング・リテーナ104及び105をPCボード58の底部の個々の導電性トレース(示さず)に電気的に接続する。
スイッチ62はPCボード58の底部に取り付けられる。スイッチ62はPCボード58の個々のトレース(示さず)に溶接された又は電気的に接続された2つの端子112及び114を含む。スイッチ62の一方の端子114はバッテリ電源60の一方の極に電気的に接続され、バッテリ電源60の他方の極はシステムのグラウンド125に電気的に接続される。他方のスイッチの端子112は電流制御回路128の入力端子126に接続される。
スイッチ62は、従来の金属製板バネ・スイッチ又はカリフォルニア州サンノゼのアルプス・エレクトリック(USA)社から入手可能なSKHUAB又はSKHUAAタイプのスイッチでよい。スイッチ62は、(i)薬品ユニット70がコントローラ52に結合されていないときにスイッチが開位置にとどまり、(ii)薬品ユニット70がコントローラ52と結合されたときに閉じるものであれば、その設計は特に重要ではない。図2及び図3に示した特定のスイッチ62は単極単投スイッチであり、コントローラ52の底面にほぼ並列に配置された作動面(actuating face)116を有し、バネによってバイアスされたプランジャ115を含む。スイッチ62はPCボード56の底部に配置され、スタッド72が開口部64に挿入されたときに作動面116及び開口部64がスタッド72と本質的に同軸に整合されるようにする。図2においてプランジャ115は完全に延びた位置に、即ち、薬品ユニット70がコントローラ52から外されているときの状態が示されている。薬品ユニット70がコントローラ52に結合する間にスタッド72が作動面116に対して押す力を与えるとき、プランジャ115は内部バネの力に対して収縮する。
薬品ユニット70がコントローラ52から結合解除され、プランジャ115のバネが延びた状態にあるときに、スイッチ端子112及び114は開かれる(即ち、スイッチ62が開く)。プランジャ115が収縮した状態のとき、即ち、図3に示すように薬品ユニット70がコントローラ52に接続されたときには、スイッチ端子112及び114は電気的に接続される(即ち、スイッチ62が閉じる)。
PCボード58及びスイッチ62は、スタッド72が同時に(i)プランジャ115が収縮しかつスイッチ62の端子112及び114を電気的に接続するように、及び(ii)バネ・リテーナ104によって薬品ユニット70をコントローラ52に機械的に結合するように、ハウジング56内に取り付けられる。
スイッチ端子112及び114は、PCボード58の電源回路と直列に電気的に接続される。本発明は何れかの電流レベル、回路、時間、薬品搬送モードに制限されるものではないが、計時された電源回路の一例(即ち、所定の期間、エレクトロトランスポート電流を患者に適用する)を図4に示す。
制御回路120は、電極組立体81、76及び82、78に制御電流、Ic、を供給するための2つの出力端子134及び135を含む。制御された電流Icは、電極組立体70及びコントローラ・ハウジング56が上述のように共に取り付けられ、貯蔵部76及び78が患者の皮膚又は粘膜に添付されたときに、患者の皮膚に与えられる。プランジャ115の作動によってスイッチ62(図4に示さず)を閉じることによって2つのスイッチ端子112及び114が接続されるまで、制御回路128への電源電流、Ip、は零である。タイミング回路128は、従って、薬品ユニット70がコントローラ52へ機械的に結合されてスイッチ62が閉じられるまで、電源60から零入力電流(quiescent current)を引き出さないようにかつ零電流、Ic、を供給するように抑制される。これによって、コントローラ52と薬品ユニット70が上述のように結合されるまで、電源60に蓄積されたエネルギが保存されることを保証される。
バネ・リテーナ104及び105の端部の対応するものとの電気的接点を構成するPCボード58上に作られた導電性トレース(示さず)を通じて、2つの出力134及び135はドナー電極組立体81及び76とカウンタ電極組立体82及び78にそれぞれ導電セグメントを通じて接続される。
貯蔵部76に内包された治療用薬剤を供給するための電流Icは、出力134からバネ・リテーナ104、スタッド82、電極81及び貯蔵部76を通じて患者(示さず)の対内に流れる。
制御回路120の互換的な実施例では、連続的な一定電流値の波形とは異なる制御された別の波形を用いることができる。パルスのもの、正弦波のもの、ランプのもの及びこのような多種の時間変化する波形の複数の組み合わせを、所望であれば、フィードバック制御の方法によって供給するようにしてもよい。
図2〜図4を再び参照する。使用時には、患者又は医師が、再使用可能コントローラ52及び所望の使い捨て電極組立体70を選択する。コントローラ52及び組立体70は、スイッチ62が通常は開状態にあるので、バッテリ電源60から電流が漏れることなく、不定の期間だけ非活動状態で保存されている。
スタッド72及び74は、ハウジング56のそれぞれの開口部64及び66と整合され、その中に挿入される。スタッドは挿入されるときには自身に案内されてそれぞれのバネ・リテーナ104及び105と導電的に接触する。スタッド72及び74が更に挿入されていくと、バネ・リテーナ104及び105は、スタッドの凹部と係合するまでスタッドの頭部の周りをスライドする。同時に、スタッド72の頭部は作動プランジャ115を物理的に動かし、スイッチ端子112及び114の間の電気的接触がなされる。このようにして、端子112及び114は、回路120における電源60の接続を完了する。スタッド72及び74の凹部におけるリテーナ104及び105の係合は、ハウジング56と薬品ユニット70との機械的結合をここで完了して単一のユニットを形成する。オプションで、薬品ユニット70とコントローラ52との結合の完了を、スイッチ62が閉じられた後に、LED158を所定の明滅パターンで点灯することによってユーザに知らせるようにしてもよい。結合された装置50は次に患者の体に配置され、貯蔵部76及び78が患者の体の表面(例えば、皮膚)と接触する。貯蔵部76及び78と患者の皮膚との接続がなされると、電流Icが電極組立体81、76及び82、78を通じかつ患者の体を通じて流れ始める。
制御された電流Icの搬送は、タイミング回路128における計時されたプログラムの完了、貯蔵部76の治療用薬剤の枯渇、又は患者の皮膚からのシステム50の取り外しの時まで続けられる。
治療用薬剤搬送の所定の時間の完了又は使い捨て電極組立体70の枯渇を、例えば、LED158を光らせることによって示すようにしてもよい。
患者又は医療技師は次に、薬品ユニット70をハウジング56から引き離すことによって、使用済みの薬品ユニット70のスタッド72及び74を開口部64及び66及びリテーナ・バネ104及び105から外す。開口部64からスタッド72を除くことによってプランジャ115が再び延び、それによってスイッチ62が開き、電源60が電力回路120から接続解除される。電力回路20を開くことによって電源60の残りのバッテリ電荷を保存する。置換用薬品ユニット70がハウジング56に取り付けられ、後の時間(例えば、同じ又は別の患者に別の処置を行うとき)にスイッチ62を作動させるために取り付けられる。スイッチ62が作動するとスイッチ端子112及び114が接続されて電力回路120が再び接続され、結合されたコントローラ52及び薬品ユニット70が以前のように患者に対して使用され、治療用薬剤の搬送を継続するための準備が完了した状態となるようにする。
図5及び図6を参照すると、再使用可能電子コントローラ152及び使い捨て薬品ユニット170からなるエレクトロトランスポート装置150が示されている。図1〜3に示された装置50とは異なり、再使用可能コントローラ152は薬品ユニット170の第3のスタッド73を受けるようにされた第3の開口部68を有する。少なくとも、スタッド73の頭部は導電材質(例えば、金属又は金属で被覆されたポリマ)で構成される。コントローラ152の回路ボード58の底部は、開いておりかつコントローラ52の端子112及び114と機能的に対応する一対のバネ端子212及び214を含む。薬品ユニット170がコントローラ152に結合されると、スタッド73は開口部68を通じて延び、バネ端子212及び214を係合する。スタッド73の頭部は導電性であるので、スタッド73がバネ端子212及び214と係合すると、端子212と214の間の回路が閉じられ、それによって電源60が回路128に接続される。
ここで図7及び図8を参照すると、再使用可能電子コントローラ252及び使い捨て薬品ユニット270からなるエレクトロトランスポート装置250が示されている。図1〜3に示された装置50とは異なり、装置250はハウジング56の底部を通じて延びる導電性ポスト312及び314を含む。ポスト312及び314の端部は、図8に示すように薬品ユニット270がコントローラ252と結合されたときに、基板71の上面にある導電性ストリップ316と接触するようにされる。導電性のポスト312及び314は装置50の端子112及び114と類似の機能を行う。即ち、コントローラ252が薬品ユニット270と結合されていないとき、ポスト312と314の間の回路は開いた状態であり、従って、電源60が回路ボード58上の回路から電気的に分離されている。薬品ユニット270がコントローラ252に結合されると、ポスト312及び314が導電性ストリップ316と係合し、それによって開いた回路が閉じられ、電源60が回路ボード58上の回路と接続される。
図2及び図3に示された装置50のように、装置150及び250は、電源60を回路ボード58の内部の閉ループのタイミング回路128と分離する機械的スイッチング手段を有する。しかし、機械的スイッチング手段に関しては、閉ループ・タイミング回路128は薬品ユニットがコントローラに結合されていなくとも少量の電流を消費する。従って、機械的スイッチング手段(即ち、スイッチ62、スタッド73及びバネ端子212及び214、及び、導電性ストリップ316とポスト312及び314の組み合わせ)は、装置が使用される直前まで、即ち、薬品ユニットがコントローラに結合されるまで、閉じた内部回路128が電源60に電気的に接続されるのを妨げる。本発明の精神から逸脱することなく図2〜3及び図5〜8に示されたスイッチを、電源60から零入力電流を引き出さない他の公知の機械的スイッチに代替可能なことを当業者は容易に理解するであろう。
図2及び図3に示された装置50は2つの機能を行う、即ち、電極組立体81及び76を回路ボード58の回路に電気的に接続するスタッド72を有するが、スタッド72はまたスイッチ62を閉じるために働き、それによって電源60が回路ボード58の回路に接続される。しかしながら、この「2機能」は、図5〜8において装置150及び250に明瞭に示されるように、必要ではない。
前述の詳細な説明は、本発明に従った再使用可能電力節約コントローラを有するエレクトロトランスポー卜・システムの1つの実施例を記述したが、上述の説明は単なる例示であり、開示される発明を制限するものではないことが理解されるべきである。本発明の範囲及び精神内において、ハウジングの形状、寸法及び材質、PCボード、バッテリ、スイッチ及び導電性トレース、取り付けられかつ相互接続されたコンポーネント、電極組立体、コネクタ及び保持バネの材質、タイプ及び形状を変更すること、又は、多種のエレメントを含めること又は除くことが、当業者には可能であることが理解されるであろう。即ち、本発明は、請求の範囲によってのみ限定される。Technical field
The present invention relates to an electrotransport drug delivery system having a transport unit for holding a drug and a control unit that operates with electric power, wherein each unit is connected by a mechanical coupler.
Background art
As used herein, the term “electrotransport” generally refers to the transport of a drug (eg, a drug) through a membrane such as, for example, skin, mucous membranes or nails. Transport is guided or assisted by applying an electrical potential. For example, an effective therapeutic agent is introduced into the human body's circulation by electrotransport delivery through the skin. Electrotransfer, a widely used electrotransport process (also called iontophoresis), involves the electrically induced transport of charged ions. Another type of electrotransport, electroosmosis, involves the flow of liquid under the influence of an electric field. In addition, this liquid contains the chemical | medical agent conveyed. Yet another type of electrotransport, electroporation, involves the formation of transient pores in biological membranes by the application of an electric field. The drug can be delivered passively (ie, without electrical assistance) or actively (ie, under the influence of an electrical potential) through the pores. However, in any given electrotransport, several of these processes occur to some degree simultaneously. Thus, the term “electrotransport cage” as used herein should be construed to be the broadest possible and thus the term is charged regardless of the specific mechanism that actually carries the drug. Or an electrically guided or enhanced delivery of at least one drug that is not tinged or mixed with tinged and non-tinged.
The electrotransport device uses at least two electrodes that are in electrical contact with some part of the skin, nails, mucous membranes or other surface of the body. One electrode, commonly referred to as the “donor” or “active” electrode, is the electrode that carries the drug into the body. The other electrode, typically referred to as the “counter” or “return” electrode, serves to close the electrical circuit through the body. For example, if the drug being delivered is positively charged, i.e. a cation, then the anode is the active or donor electrode and the cathode serves to complete the circuit. If the drug is negatively charged, that is, if it is an anion, the cathode is the donor electrode. Furthermore, both anodic and cathodic are considered donor electrodes if cation and anionic drug ions, or uncharged or neutral charge drugs, are carried.
In addition, electrotransport delivery systems typically require at least one reservoir or source of drug to be delivered, typically in the form of a solution or suspension. Examples of such donor reservoirs include bags or holes, permeable sponges or pads, and hydrophilic polymers or gel matrices. Such a donor reservoir is electrically connected to the anode or cathode and is located between the anode or cathode and the body surface and is a fixed or sustainable source of one or more drugs or agents. I will provide a. The electrotransport device also has a power source such as one or more batteries. Typically, one pole of the power supply is electrically connected to the donor electrode and the opposite pole is electrically connected to the counter electrode. In addition, some electrotransport devices have electrical controllers that control the current applied through the electrodes to limit drug delivery. In addition, passive flux control membranes, adhesives to maintain contact between the device and the body surface, insulating membranes, and impermeable support membranes are other optional components of the electrotransport device.
All electrotransport drug delivery devices use an electrical circuit to electrically connect a power source (eg, a battery) and electrodes. In a simple device, such as that disclosed in Ariura et al., U.S. Pat. No. 4,474,570, a "circuit" is simply a conductive wire used to connect the battery and electrodes. Other devices use a variety of electrical components to control the amplitude, polarity, timing, waveform shape, etc. of the current supplied by the power source. See, for example, McNichols et al. US Pat. No. 5,047,007.
To date, commercial transdermal electrotransport drug delivery devices (eg, Phoresor, sold by Iomed, Salt Lake City, Utah, and Empi, St. Paul, Minnesota) Duper Iontophoresis System sold by the company, Webster Sweat Inducer Model 3600 sold by Wescor, Logan, Utah, Generally, a desktop power supply unit and a pair of skin contact electrodes are used. The donor electrode includes a chemical solution, and the counter electrode includes a biocompatible electrolyte salt solution. A “satellite” electrode is contacted to the power supply unit by a long (eg, 1-2 meter) conductive wire or cable. Examples of desktop power units that use "satellite" electrode assemblies include: Jacobsen et al. U.S. Pat. No. 4,141,359 (see FIGS. 3 and 4), LaPrade U.S. Pat. No. 5006108 (see FIG. 9). And U.S. Pat. No. 5,254,081 to Maurer et al. (See FIGS. 1 and 2). The power supply unit in such a device has an electric control unit for adjusting the amount of current supplied through the electrodes. The “satellite” electrode is connected to the power supply unit by a long (eg 1-2 meter) conductive wire or cable. Wire connections face disconnection, limited patient movement, mobility issues, and are not comfortable. The distance at which the electrode and the power source can be separated by the wire connecting the power source and the electrode is limited to the length of the wire.
Recently, in order to extend the period, a small, fully equipped electrotransport delivery device has been proposed that is sometimes worn on the skin without standing out under clothes. The electrical components of such miniaturized electrotransport drug delivery devices are also desirably miniaturized, which can be integrated circuits (ie, microchips) or small printed circuits. Batteries, resistors, pulse generators, capacitors and other electrical components are electrically connected to form an electronic circuit for controlling the amplitude, polarity, timing, waveform shape, etc. of the current supplied from the power source . Such small, fully equipped electrotransport transport devices include, for example, Tapper US Pat. No. 5,224,927, Sibalis et al. US Pat. No. 5,224,928, and Haynes et al., US Pat. No. 5246418. Unfortunately, however, as the electrotransport transport device becomes smaller, the power source (eg, battery) that powers the device must also be reduced, so battery capacity and battery life are a design issue. It becomes.
In addition to miniaturization of electrotransport devices, recently they use electrotransport devices with reusable controllers introduced to be used in units for containing (incorporating) multiple drugs. It has been proposed. The drug-containing unit is simply disconnected from the controller when the drug is empty, and a new drug-containing unit is then connected to the controller. In this way, relatively expensive hardware components (eg, batteries, LEDs, circuit hardware, etc.) of the device can be built into the reusable controller, and relatively inexpensive donor and counter reservoirs. Can be incorporated into a disposable drug-containing unit, thereby reducing the overall cost of electrotransport drug delivery. An example of an electrotransport device with a reusable controller adapted to be removably connected to a drug containing unit is described in Sage Jr. Other U.S. Pat. No. 5,320,597, Sibalis U.S. Pat. No. 5,358,483, Cyvalis et al. U.S. Pat. No. 5,135,479 (FIG. 12), and Devance et al. U.K. Patent Application No. 2239803. .
Description of the invention
One feature of the present invention is to provide an electrotransport system, in which the power source in the reusable control unit is electrically disconnected from the current control circuit, which circuit includes Includes internal circuit path closed until ready for use.
The present invention relates to maintaining battery strength and extending battery life in an electrotransport device comprising a reusable electronic controller adapted for use with a plurality of single-use (eg, disposable) self-contained units. . After the medicine in the medicine unit is used up, the unit is disconnected from the controller and discarded, and then replaced with a new one. The controller includes a power source (eg, one or more batteries) and circuitry that controls the timing, frequency, magnitude, etc. of the current supplied to the device. The control circuit includes internal circuitry such as a timing circuit that contacts both poles of the battery through circuit paths other than the patient's body during operation of the device. A switch is provided to ensure that the battery is electrically isolated from the closed internal circuit until the device is operational. The switch is automatically closed by coupling a disposable self-contained unit to the reusable electronic controller. When the integrated drug unit is decoupled from the reusable controller, the switch is automatically reopened and the battery (s) are again electrically disconnected.
The present invention is suitable for use in any electrotransport device comprising a reusable controller and a single use / disposable drug unit, particularly from the time the device is manufactured to the time it is first used for a patient. It is suitable for preventing leakage of current during the storage period. The present invention is particularly suitable in electrotransport devices that are not used for extended periods (eg, overnight, holidays / weekends, etc.) once the controller is opened and used.
[Brief description of the drawings]
In the drawings, similar parts are denoted by the same reference numerals.
FIG. 1 is a perspective view of a separable electrotransport device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 1 taken along line 2-2 of FIG. 1, showing an uncoupled configuration of the controller and drug unit.
3 is a cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 1 taken along line 2-2 of FIG.
FIG. 4 is an electrical schematic diagram of a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of another electrotransport device, showing a configuration in which the controller and the chemical unit are not coupled, and the chemical unit has a
FIG. 6 is a cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 5, showing a configuration in which a controller and a chemical unit are combined.
FIG. 7 is a cross-sectional view of another electrotransport device, showing a configuration where the controller and drug unit are not coupled, the
FIG. 8 is a cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 7, showing a configuration in which a controller and a chemical unit are combined.
Embodiment of the present invention
FIG. 1 is a perspective view of an
Referring to FIG. 2, a cross-sectional view of
The
The
The reservoirs (reservoir) 76 and 78 are surrounded by the edge of the
The
The
Conventional electronic connection means (eg, conductive wires, traces, or leaf springs (not shown)) electrically connect the
The
The
When the
The
The
The
Through conductive traces (not shown) made on the
The current Ic for supplying the therapeutic agent contained in the
In a compatible embodiment of the
Reference is again made to FIGS. In use, the patient or physician selects the
The controlled current Ic delivery continues until completion of the timed program in
Completion of a predetermined time of therapeutic drug delivery or depletion of the
The patient or medical technician then removes the
Referring to FIGS. 5 and 6, an
Referring now to FIGS. 7 and 8, an
Like the
The
Although the foregoing detailed description has described one embodiment of an electrotransport system having a reusable power saving controller in accordance with the present invention, the above description is merely illustrative and the disclosed invention is described. It should be understood that it is not limiting. Within the scope and spirit of the present invention, housing shapes, dimensions and materials, PC boards, batteries, switches and conductive traces, attached and interconnected components, electrode assemblies, connectors and retention spring materials, types and It will be appreciated by those skilled in the art that it is possible to change the shape or to include or exclude various elements. That is, the present invention is limited only by the scope of the claims.
Claims (9)
a)搬送される治療用薬剤を少なくとも一方が含む一対の電極(81、76及び82、78)を有しており1回の使用の後に廃棄される使い捨て組立体(70)と、
b)バイポーラ電源(60)と、前記患者の体の表面を通過する以外の閉じた回路経路を通じて前記バイポーラ電源(60)の両極と電気的に接触する電流制御回路(58)とを含み、電流を前記電極に提供する再使用可能コントローラ(52)と、
c)前記コントローラ(52)と前記組立体(70)とを電気的に結合及び結合解除するカプラ(72、64、104)と、
d)前記カプラ(64、72、104)に動作的に接続されており、前記コントローラ(52)と前記組立体(70)とを結合することにより前記バイポーラ電源(60)を前記制御回路(58)と電気的に接続し、前記コントローラ(52)と前記組立体(70)とを結合解除することにより前記バイポーラ電源(60)を前記制御回路(58)から電気的に接続解除する、スイッチ(62)と、
を備えており、前記コントローラ(52)は前記カプラ(64、72、104)を介して前記組立体(70)に結合されるため、前記コントローラ(52)と前記組立体(70)に含まれる治療用薬剤とは離間した状態が維持され、従って、前記コントローラ(52)は、前記使い捨て組立体(70)とは別でありそれぞれが別の治療用薬剤を含む複数の使い捨て組立体と連続して結合されることにより再使用が可能であることを特徴とするエレクトロトランスポート・システム。An electrotransport system (50) for delivering a therapeutic agent across the surface of a patient's body, comprising:
a) a disposable assembly (70) having a pair of electrodes (81, 76 and 82, 78), at least one containing the therapeutic agent to be delivered and discarded after a single use;
b) a bipolar power supply (60) and a current control circuit (58) in electrical contact with both electrodes of the bipolar power supply (60) through a closed circuit path other than passing through the surface of the patient's body; A reusable controller (52) for providing to the electrode;
c) couplers (72, 64, 104) for electrically coupling and uncoupling the controller (52) and the assembly (70);
d) operatively connected to the coupler (64, 72, 104) and coupling the bipolar power supply (60) to the control circuit (58) by coupling the controller (52) and the assembly (70). And a switch (52) electrically disconnecting the bipolar power supply (60) from the control circuit (58) by disconnecting the controller (52) and the assembly (70). 62)
The controller (52) is coupled to the assembly (70) via the coupler (64, 72, 104), and thus is included in the controller (52) and the assembly (70). The controller ( 52 ) is kept separate from the therapeutic agent, and thus the controller ( 52 ) is separate from the disposable assembly (70) and is continuous with a plurality of disposable assemblies each containing a different therapeutic agent. An electrotransport system that can be reused by being combined together.
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